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猪水疱疹病诊断技术的研究进展

2012-08-06汤德元罗险峰曾智勇李春燕

猪业科学 2012年8期
关键词:补体悬液水疱

王 凤,汤德元*,罗险峰,曾智勇,马 萍,李春燕

(1.贵州大学动物科学学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省动物疫病预防控制中心,贵州 贵阳 550008)

猪水疱疹病(VES)是由猪水疱疹病毒(SESV)引起的猪的一种高度传染性的急性疾病,其特征是在唇、齿龈、舌、腭、鼻镜及四肢的蹄踵和趾间发生水疱性炎症,临床上很难与猪口蹄疫、猪水疱病和猪水疱性口炎相区别。本病最早(1932年)发现于美国加利福尼亚州,此后每年都有发生。1953年后蔓延至美国其他各州,42个以上的州经常发生。随后由于立法禁止以未煮熟的泔水喂猪,并对发病猪场采取屠杀对策,疫情明显下降。最后一次暴发于1956年,美国官方于1959年宣布在全国范围内消灭了本病。1973年由海狮中分离到一株杯状病毒,其特性与水疱疹病毒相同,称为圣米吉尔海狮病毒(SMSV),将该病毒接种给猪,可引起典型的水疱疹病变。人们认为,SMSV和SESV实际上是同一种病毒。至少从5种水生动物和2种陆生动物体内检出了SMSV抗体,说明SESV虽已从家养猪群中清除,但野生的陆生或水生动物中仍然可能存在。目前为止我国还未发现该病的流行,但随着我国与其他各国贸易往来的加大,以及我国广阔的海洋动物资源的开发利用,该病的潜在威胁应引起足够的重视,因此,本文综述了猪水疱疹病诊断技术的研究进展,以期为猪水疱疹病的预防奠定基础。

近年来,随着生物技术的迅速发展和仪器设备的不断更新换代,VES的检测技术也得到了空前的发展。已经建立了许多检测方法,现将猪水疱疹病诊断技术的研究进展综述如下:

1 猪水疱疹病的临床诊断

猪感染本病毒12~48 h后,体温升高(39.5~40.5 ℃),持续高热24~72 h,病猪精神不振,食欲下降,不爱活动,数天后在鼻镜、唇、齿龈、舌、口腔、乳房、背部、腹部、蹄冠、蹄踵和趾间等部位出现红点状成硬块的小水疱,初期水疱外观苍白、隆起,直径5~30 mm,隆起高度约l0~20 mm。这种水疱类似烧烫伤或真皮过度摩擦所形成的水疱,泡内充满透明或灰白色浆液性液体,内含有大量病毒,有的水疱可融合,2 d后水疱破溃,皮肤糜烂、溃疡,形成褐色干痂。硬块部位皮肤变薄,一搓即破,露出鲜红嫩肉(组织)。随后体温下降,初期水疱破裂,暴露出夹杂有鲜红、苍白和黄色纤维性渗出或坏死的真皮糜烂面,渐渐干涸形成褐色干痂,通常 5~7 d内愈合,干痂脱落,遗留轻微的疤痕,同时体温恢复正常,疼痛、肿胀随之减轻,动物趋于恢复。单纯感染本病时,病猪可以迅速康复,无其他后遗症。若有化脓性继发感染时,病期可长达1~3个月, 严重时可造成病猪蹄壳脱落,且带有跛行症状,不能行走,起立困难,驱赶时嚎叫。新旧蹄壳替换后,可出现一条暗棕色或黑色的替换线,据此,可做出SVEV感染的初诊。该病病程较短,一般病程为l周左右,口部病变愈合较快,但蹄部受环境影响可能继发细菌感染而引起持续几周的跛行。如果整个猪群都受到感染,有时可持续几星期到几个月。成年猪死亡率很低,但哺乳仔猪死亡率升高。据报道,乳猪的死亡是由于鼻孔中形成的水疱窒息所致,或者由于母猪不泌乳而饿死或并发严重的腹泻。

2 猪水疱疹病的病理解剖诊断

发病初期,病猪皮肤和黏膜出现小面积变白并且隆起的水疱,随着水疱的形成而扩散增大,水疱破裂部位发红、溃疡、糜烂。高出皮肤的水疱,充满透明液体,皮下组织充血、水肿,有时出血。在四肢的蹄部趾间和蹄冠及在嘴筒的鼻镜处出现黄豆般大的小瘤,其内充满一些较澄清的液体,水疱破裂后患处即呈轻度溃疡。扁桃腺是最易受SVEV侵袭的器官,解剖可见扁桃腺呈暗红色肿胀。同时可见胸腹部皮肤发绀,胸腹腔和心包积液,并含有少量纤维蛋白。心脏软而苍白,心肌可见明显心肌炎,心肌充血、水肿,心肌纤维变性、坏死以及淋巴细胞和巨噬细胞浸润,灶性病变可见白垩中心,在右心室外膜最为多见,伸长到心肌的不同深度。坏死心肌有无机盐沉着,形成钙化。心膜层的渗出液中有嗜酸性细胞浸润。肝脏和肺脏充血,轻度肿胀。脾褪色,轻度脑炎,可见点状神经元变性区,脑膜轻度充血。局部淋巴结充血、水肿,大量淋巴细胞变性、坏死。水疱液、水疱皮和淋巴结中含有大量的病毒,有时血液中也可检测到少量病毒。

3 猪水疱疹病的的实验室诊断

通过常规诊断方法可初步诊断本病,但要确诊本病主要依靠实验室诊断。常用的实验室诊断方法有:病原学诊断、中和试验、酶联免疫吸附试验(ELISA)、补体结合试验、免疫荧光试验等。

3.1 猪水疱疹病的病原学诊断

3.1.1 病料采集

水疱液、未破裂的水疱上皮或破裂的新鲜上皮是理想的病毒分离材料。无菌采取患猪水疱液或刚破溃的水疱皮,将水疱皮研磨,加入抗生素液,用PBS作5~10倍稀释,4 ℃浸泡过夜,或置室温4 h,离心除沉淀物,上清即为待检病毒液。

3.1.2 病毒分离

取0.5 mL处理好的病毒悬液上清接种于猪源细胞或Vero猴肾细胞系单层细胞,置37 ℃、5%CO2培养箱,每间隔20 min轻轻振摇1 次,接种1 h后轻轻吸去接种液体后,加入5 mL细胞维持液,继续培养并逐日观察是否出现细胞病变,SVEV导致的典型细胞病变(CPE)表现为细胞圆缩、溶解和细胞单层完全破坏。若5~7 d未出现细胞病变,盲传至少3代方可判为阴性[1]。

3.1.3 电镜观察

一般来说,电镜法可以有效地做出病原的诊断,可以通过电镜来观察病毒的结构、形态特征及立体构型等特点。如将感染猪口腔黏膜细胞培养物制成超薄切片在电镜下观察,则可从平面上观察到病毒的内部结构,形态大小,复制方式等。采集病变部位材料做电镜检查,对区别猪水疱疹病与其他病毒引起的疾病是可行的。用采集的病料或培养物按常规方法初提纯,在电镜下观察到嵌杯样病毒典型粒子形态,作为病原学诊断的参考。

该法最为准确、可靠,但由于费时费力,需要昂贵的电镜设备,限制其广泛使用。

3.2 猪水疱疹病的血清学诊断

3.2.1 病毒中和试验

病毒中和试验(VNT) 只适用于检查已知特异性病毒抗原或抗体,因为杯状样病毒型多,型间又很少有交叉反应,因此中和试验应用较少。VNT在平底微量组织培养板中进行,用灭活血清样品、l 000TCID50(半数组织培养感染量)的新泽西型(NJ)或印第安型(IN)VES病毒和预先制备Vero单层细胞悬液检测未中和的病毒。试验程序:

1)病毒:NJ或IN型VES病毒于Vero单层细胞单层上生长,并于液氮或-70 ℃保存。

2)被检样品:在试验前,血清于56 ℃灭活30 min,阳性和阴性标准对照血清用同样的方法处理。

3)病毒中和:从l∶4开始,将血清在平板上以2倍横向连续稀释,每份血清用2排孔,每孔加入相同体积的大约含l 000TCID5025μL的NJ或IN型VES病毒悬液,37 ℃孵育60 min进行中和,随后,向长成单层的微量培养板上每孔加进50μL混合物,或将含有血清/病毒混合物和l50 μL Vero细胞悬液同时加到各孔内,用合适的盖子盖紧,于5%CO2下37 ℃培养48~72 h,或用胶带封板在普通条件下培养(实验已证明1000TCID50的病毒滴度可以减少非特异性反应而维持较高的试验敏感性)。

4)结果判定:没有出现CPE的孔认为是被保护。当l 000TCID50的值在750~1330TCID50之间,而阳性和阴性标准血清的滴度在其平均值的2倍之内时,用Spearmann-Karber方法计算终点滴度。每份血清100%的中和滴度以logl0表示。血清滴度值等于或大于1/32时,即判为VES阳性。

3.2.2 酶联免疫吸附试验

酶联免疫吸附试验(ELISA)具有快速、可靠、灵敏度高的优点,不受补体和抗补体因子的影响而广泛使用[2]。液相阻断ELISA(LP-ELISA)是VES病毒抗体检测和定量的首选方法。建议以病毒糖蛋白作为抗原,因其无感染性,检测中和抗体、假阳性比VN试验要低。试验程序:

1)包被:用pH9.6的碳酸盐/碳酸氢盐缓冲液将兔抗血清或正常兔血清作适当稀释[3-4]后包被ELISA板,37 ℃孵育l h或4 ℃过夜。之后,用磷酸盐缓冲液水(PBS)洗板1次和l%的卵白蛋白(用PBS稀释)室温下封闭1 h。该板可直接使用或洗3次以后保存在-20 ℃备用。

2)液相:从l∶4开始,将每份待检血清在U型微量滴定板中2倍连续稀释,每个稀释度作双份,将等体积的VES病毒NJ或IN糖蛋白稀释液加到每个孔中,37 ℃孵育1 h,然后将50μL混合物转移到包被的ELISA板中,置旋转振荡器上37 ℃反应30 min。

3)特异性抗体:用含0.05%吐温-20、1%卵白蛋白、2%正常兔血清及2%正常牛血清(PBSTB)将抗VES病毒NJ和IN血清型的单价或多价豚鼠抗血清作适当稀释,分别加到相应的包被兔血清孔内,置旋转振荡器上37 ℃反应30 min。

4)酶结合物:将过氧化物酶/兔或山羊抗豚鼠IgG结合物用PBSTB作适当稀释后加入各孔,置旋转振荡器上37 ℃反应30 min。

5)底物:每孔加H2O2活化的底物,在室温下反应l5 min,随后加入硫酸终止反应,用酶标仪测光吸收值。整个试验均使用50μL试剂,每步之间反应板均用含0.05%吐温20的PBS洗5次。所使用的试剂均做对照。

6)结果判定:按照Spearmann-Karber方法,以阴性血清对照降到50%时的log10表示50%终点滴度,滴度等于或大于1/20时判为阳性。

3.2.3 补体结合试验

ELISA比补体结合试验(CF)敏感,不受前补体和抗补体因子的影响。当没有ELISA试剂时,可用CF试验进行诊断。试验程序:

1)抗血清:将豚鼠VES病毒抗NJ型的单价抗血清和豚鼠抗IN型VES病毒的多价抗血清,用巴比妥缓冲液(VB)稀释成含2.5 CFU50(50%补体结合单位)的稀释物,同相应的病毒作用后,并将其加到微量板相应孔内。这些抗血清为ELISA中使用的特异性抗体血清。

2)待检样品:将待测样品的抗原悬液加入血清孔中,抗原悬液的制备同IS-ELISA。

3)补体:将4 CHU50(50%补体溶血单位)加到上述含血清和抗原的各孔内(试验中也可选用7.5、10及20 CHU50)。抗血清、待检样品和补体的混合物于37 ℃孵育30 min。

4)溶血系统:用10 HU50(50%溶血单位)兔抗绵羊红细胞(SRBC)血清致敏SRBC的VB悬液,加到各孔中,溶血系统(即2个体积的溶血系加3个体积的蒸馏水)在545 nm波长下吸收值为0.66。混合物于37 ℃孵育30 min,随后,离心微量板,并用肉眼观察反应。要求抗血清、被检样品和补体的量是25μL,而溶血系统的量是50μL。同时要做与抗血清、抗原、补体和溶血系统相应的对照。可以用比微量板大8倍量的试剂在试管中作CF 50%试验。这时,可用分光光度计在545 nm波长条件下读取光吸收值表示试验结果。

5)结果解释:当各种对照符合要求,而一个型的抗血清在与其他型抗血清以及对照相比其样品溶血小于20%时,则认为其相应的血清型是阳性。将CF试验为阴性的野外样品接种于细胞培养物或断乳的小鼠,如果连传3代均为阴性,该样品被认为是VES病毒阴性。

3.2.4 免疫荧光试验

将荧光素标记在相应的抗体上,直接与相应抗原反应。其优点是方法简便,特异性高,非特异性荧光染色少。缺点是敏感性偏低,而且每检查一种抗原都就需要制备一种荧光抗体,此法常用于病毒等微生物的快速检查。试验程序:

1)将澄清组织悬液或水疱液接种于Leighton培养管及其25 cm2细胞瓶的培养细胞上。

2)37 ℃孵育1 h。

3)弃去接种物,用细胞培养液洗涤细胞3次,然后用含有2.5%胎牛血清(FBS)的细胞培养液继续培养。

4)将接种的Leighton管细胞培养物置于33~35 ℃并观察CPE。

5)接种后18~24 h,从接种每一样品的Leighton管中取出培养的盖片,用新泽西型(NJ)和印第安型(IN)VESV特异性荧光抗体(FA)结合物染色。

6)将其余的接种的Leighton管和25 cm2细胞瓶在35~37 ℃培养6 d以上,并每天观察CPE。

7)接种后第7天,用FA结合物将Leighton管中剩余的培养盖片染色。如果未观察到荧光而且细胞瓶也无观察到CPE,即可报告样品为VES病毒分离阴性。

8)如果观察到CPE,而FA染色阴性,则按照如上程序,用25 cm2细胞瓶中的细胞进行传代培养。

3.3 猪水疱疹病的分子生物学诊断

VES的诊断技术正在不断地改进和创新,已从病原学与血清学诊断技术扩展到了分子生物学诊断技术的领域。这些新技术的最大优点体现在简便、快速、精确、灵敏,以及检样处理的高通量化。

3.3.1 RT-PCR

近几年发展起来的RT-PCR 技术,具有简单、易操作、结果直观、敏感性高、特异性强、重复性好等优点,已成为病原体检测的重要方法。赵启祖等[5]首次应用 RT-PCR 方法,以SVEV VP3 区编码 VPg和蛋白酶基因序列合成的引物,检测了2株 SVEV 感染 IBRS-2 细胞中的病毒 RNA,在同一RT-PCR 缓冲体系中成功地扩增出了目的基因片段,用 RT-PCR 检测 TCID50为 1.0×10-8.5和乳鼠 LD50为1.0×10-9.0的病毒细胞培养物时,其灵敏度可达 1.0×10-11以上,而正常IBRS-2细胞和 SVEV 感染的IBRS-2 细胞均未扩增出 DNA 片段。

表1 口蹄疫、猪水疱病、水疱性口炎及猪水疱疹病的鉴别[7]

3.3.2 PCR-ELISA

PCR-ELISA 相对于凝胶光密度定量,无论在灵敏度、特异性、精确度上都得到很大的提高,能满足临床诊断的要求。Callens等[6]根据 RTPCR 和 ELISA 的原理,用地高辛标记的 dUTP 标记 212 bp 的扩增子,通过 RT-PCR-ELISA,无需使用巢式聚合酶链式反应即可对猪水疱病进行高效、特异地检测。

4 猪水疱疹病的鉴别诊断

根据病猪突然高热稽留,后唇、齿龈、舌、腭、鼻镜以及四肢的蹄冠、蹄踵和趾间形成水疱,跛行,厌食等临床症状和病理变化,可初步诊断本病。但由于本病临床表现与口蹄疫、水疱性口炎及猪水疱病极为相似。因此,诊断本病必须与口蹄疫、水疱性口炎及猪水疱病进行鉴别。猪口蹄疫、猪水疱病、水疱性口炎和猪水疱疹病的鉴别诊断见表1。

由于控制猪水疱疹病的关键之一在于早期诊断,因此,探索一种高效、快速、敏感的检测方法是今后发展的方向。目前,应用于实验室诊断的方面如RT-PCR法等已能够较敏感的诊断出SESV。有的诊断方法还在研究中,有待进一步完善。随着VES的研究不断深入,分子生物学技术的不断发展,一定会有更灵敏,更准确,操作更简便的VES诊断技术不断出现和应用。

[1] 世界动物卫生组织.哺乳动物,禽,蜜蜂A和B类疾病诊断试验和疫苗标准手册[M].农业部畜牧兽医局,译.第4版.北京:中国农业科技出版社,2002.

[2] Kweon C H, Kwon B J, Kim I J,et al. Development of monoclonal antibody-linked ELISA for serodiagnosis of vesicular stomatitis virus(VSV-IN) using baculovirus expressed glycoprotein[J]. J Virol Methods,2005, 130(1-2):7-14.

[3] Harrsion Stephen C.Viral membrane fusion[J].Nature Structural Molecular Biology, 2008, 15(7):690-698.

[4] Detje C N, Meyer T, Schmidt,et a1.Local type I IFN receptor signaling protects against virus spread within the central nervous system[J].Joumal nmunolo gy,2009,182(4):2297-2304.

[5] 赵启祖,薛景山,谢庆阁,等.聚合酶链反应(PCR)检测猪水疱疹病病毒的研究 [C]//青岛:第3届全国病毒学学术会议论文集,1994.

[6] Callens M,Clercq K.Highly sensitive detection of swine vesicular disease virus based on a single tube RT-PCR system and DIG-ELISA detection[J].Journal of virological methods,1999(77):87-99.

[7] 蔡宝祥.家畜传染病学[M].第4版.北京:中国农业出版社,2001.

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